Nouvelles limites d'application pour les limiteurs de couple

Des limiteurs de couple idéaux pour les bancs d'essai

Les applications de banc d'essai sont très exigeantes vis-à-vis des limiteurs de couple, car elles dépassent rapidement les conceptions standard disponibles sur le marché. Pour répondre à la demande, mayr^® a développé de nouveaux limiteurs de couple, adaptés à des vitesses pouvant atteindre les 16 000 tours par minute.

Leader mondial sur le marché, mayr^® propose depuis de nombreuses années la plus large gamme de produits en matière de limiteurs de couple à maintien de charge, à séparation de charge, à limitation de force, à verrouillage à friction, à verrouillage positif, magnétiques, contrôlables et commutables. Malgré cette large sélection, la société enregistre constamment des demandes de différents secteurs pour de nouveaux limiteurs de couple, optimisés pour certaines applications, les gammes standard disponibles sur le marché ne pouvant pas toujours répondre de manière optimale à toutes les demandes.

La technologie des bancs d'essai fait partie de ces domaines d'applications. Dans celui-ci, les limiteurs de couple doivent principalement être adaptés à des vitesses extrêmement élevées. En outre, ils doivent être capables de transmettre le couple sans jeu nuisible et résistants aux déformations de torsion. En cas de dysfonctionnements, la protection des systèmes haut de gamme doit être garantie. Dans le cas de vitesses élevées, la seule solution efficace consiste en limiteur de couple à séparation (débrayage) sans couple résiduel, permettant en cas de surcharge à l'énergie rotative accumulée dans les masses découplées de ralentir librement.

Avec les gammes EAS^®-HSC et EAS^®-HSE, mayr^® a développé de nouveaux limiteurs de couple adaptés aux demandes extrêmes de la technologie des bancs d'essai. Ces deux gammes reposent sur des principes de conception éprouvés depuis des décennies.

Un prérequis fondamental pour l'utilisation d'un limiteur de couple dans des applications à haute vitesse est le fait de disposer d'un équilibre élevé dans chaque composant individuel, afin d'atteindre une régularité optimale de fonctionnement de la chaîne cinématique en association avec les autres composants. Lorsque la vitesse augmente, les déséquilibres provoquent d'importantes forces et vibrations centrifuges. Cela crée un risque pour la construction du banc d'essai dans son ensemble, et peut conduire à un fonctionnement irrégulier, ce qui fausse les résultats des essais par les instruments de mesure. L'optimisation du déséquilibre de masse était donc une des principales priorités du développement des nouveaux limiteurs de couple.

Comparés aux limiteurs de couple standard répandus sur le marchés, les nouveaux modèles EAS^®-HSC et EAS^®-HSE comportent de nombreux avantages techniques. De prime abord, la conception extrêmement compacte des embrayages est évidente. La densité haute performance réduit les masses rotatives et a un effet positif sur la régularité de fonctionnement et la dynamique des machines.

Les limiteurs de couple comportent de nombreux composants, qui ne doivent pas changer de position au sein de l'embrayage une fois montés et en cas de surcharge. Certaines caractéristiques de conception permettent de garantir cela. Par ailleurs, l'embrayage est équilibré lorsqu'il est entièrement installé, avec un équilibre de G2,5, à une vitesse de référence de 3000 tr/min.

Pour garantir que le limiteur de couple entièrement installé, qui est défini sur le couple respectif et équilibré, fournisse aussi l'équilibre requis après son intégration au système du client, le jeu entre l'arbre du client et l'alésage de l'embrayage est minimisé. Les alésages de l'embrayage sont conçus en qualité 6 dans la gamme standard. Par ailleurs, la connexion par verrouillage à friction entre l'arbre et le moyeu garantit une transmission de couple sans jeu
nuisible.

Les forces de réaction extérieures ayant un effet sur la bride de sortie des embrayages à haute vitesse sont absorbées par un roulement d'embrayage, et n'ont donc aucune influence sur le mécanisme de débrayage. La limitation précise du couple demeure intacte. En cas de blocage de la chaîne cinématique, le limiteur de couple débraye instantanément. L'entrée-sortie des EAS haute vitesse est accélérée extrêmement rapidement. Le roulement d'embrayage haute qualité est conçu pour absorber ces accélérations.

Après une surcharge également, la position de chaque composant par rapport aux autres ne doit pas changer. Lors du débrayage de l'embrayage, l'entrée et la sortie tournent l'une par rapport à l'autre. La position initiale dont donc être rétablie avec précision après la débrayage. Pour cette raison, les nouveaux embrayages pour banc d'essai débrayent avec un système de réembrayage synchrone.

Sur l'EAS^®-HSC, le couple en fonctionnement normal est transmis via des billes qui s'enclenchent simultanément dans les rainures du moyeu et de la bride de sortie. Des ressorts Belleville prétendent les billes via un anneau. Le degré de tension du ressort est proportionnel au couple transmissible. Cette méthode garantit aussi l'absence de jeu nuisible en cas d'usure des rainures. mayr^® utilise des ressorts Belleville à courbe caractéristique en baisse dans ses limiteurs de couple. Cela signifie que le couple est transmis avec une résistance aux déformations de torsion jusqu'à ce que la valeur de débrayage prédéfinie soit atteinte. En cas de surcharge, la prétension du ressort est réduite et l'embrayage débraye avec précision.

Après le débrayage, un mécanisme de débrayage spécial garantit que l'embrayage demeure en position débrayée. La chaîne cinématique peut ainsi ralentir librement. Pendant la durée de l'arrêt, il n'y a aucun impact sur l'embrayage susceptible d'avoir un effet négatif sur la chaîne cinématique, notamment sur l'outil de mesure du couple. L'unité de transmission du couple est conçue de telle manière que le réembrayage est uniquement possible à la position de débrayage prévue. Cela signifie que chaque composant de l'embrayage a toujours la même position angulaire par rapport aux autres en cours de fonctionnement et que l'équilibre est maintenu. Le mécanisme de débrayage spécial permet un réembrayage facile et rapide sans dépense majeure de force.

Sur l'EAS^®-HSE, chaque élément de surcharge transmet le couple via un verrouillage positif. En cas de surcharge, ces éléments de surcharge débrayent et séparent l'entrée et la sortie presque sans aucun couple résiduel, avec une décommutation élevée et une précision constante. L'énergie cinétique des masses rotatives stockée dans le système peut ainsi ralentir librement. Les éléments ne se réenclenchent pas automatiquement. Ils restent séparés jusqu'à ce qu'ils soient réenclenchés manuellement ou via un dispositif. La position de réenclenchement synchrone permettant de maintenir l'équilibre est clairement indiquée sur l'embrayage.

Les nouveaux embrayages pour banc d'essai sont fournis sous forme de bride pour fixer les éléments du client, ou avec des accouplements tout acier à jointure simple ou double résistants aux déformations de torsion. Outre la connexion classique de deux arbres, mayr^® fournit des brides adaptatrices pour intégrer directement les brides de mesure standard. Cela permet d'obtenir des dispositifs extrêmement compacts.

La gamme EAS^®-HSC couvre une plage de couples nominaux de 5 à 1 000 Nm, dans cinq tailles de construction. En fonction de la taille, des vitesses comprises entre 6 000 et 12 000 tr/min sont possibles. Pour la gamme EAS^®-HSE, 3 tailles pour des valeurs de couple comprises entre 500 et 5 700 Nm ont été réalisées jusqu'à maintenant. Quatre tailles supplémentaires sont prévues. La gamme complète pourra couvrir des valeurs de couple comprises entre 300 et 25 000 Nm et des vitesses jusqu'à 16 000 tr/min.

En raison de leurs caractéristiques, les nouveaux limiteurs de couple EAS^®-HSC et EAS^®-HSE ne sont pas seulement adaptés aux bancs d'essai : ils représentent la solution idéale pour tous les arbres d'entraînement haute vitesse.



Figures produit

Fig. 1
Fichier : F-5-40-Bild1.jpg
Sur l'embrayage pour banc d'essai EAS^®-HSE, chaque élément de surcharge transmet et limite le couple. Le couple peut être modifié via le nombre d'éléments et la disposition des ressorts Belleville installés.

Fig. 2
Fichier : F-4-19-Bild3.jpg
Limiteur de couple de débrayage sans jeu nuisible EAS^® associé à un accouplement tout acier ROBA^®-DS sans jeu nuisible, installés dans un banc d'essai chez ThyssenKrupp EGM, à Langenhagen, en Allemagne.

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